Tính sức chịu tải của cọc - PHƯƠNG ÁN 2: MÓNG CỌC- 123docz.net

PHƯƠNG ÁN 2: MÓNG CỌC KHOANG NHỒI

3. Tính sức chịu tải của cọc

a. Tính theo vật liệu làm cọc:

o cọc d = 80 cm2:

Trong đó:

Mác beton 300

Rn= 130 (KG/cm2)

Loại thép CII

Ra= 2200 (KG/cm2)

 = 0,7 (hệ số kể đến ảnh hưởng uốn dọc cọc)

d= 60 (cm) - Cạnh cọc.

L= 20 (m) - Chiều dài cọc.

S.thanh theùp: 8

ẹ.kớnh theựp: 20

Aa= 25,132 (cm2)

Vậy :

QVL = 366,3 (T)

b. xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu trạng thái của đất nền hay còn gọi là phương pháp thống kê:

- Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc là:

Qtc = mrqpAp + u 

= n

i si f f l m

Cường độ chịu tải ở mũi cọc qp:

qp = 830,8 T/m2 (Tra bảng ứng với cát hạt mịn khi H = 18.75 m ) Ap : Diện tích cọc 0,3 x 0,3 = 0,09 m2

Chia đất nền thành nhiều lớp đất đồng nhất như hình vẽ (chiều dày mỗi lớp  2m). Với Z1 và H tính từ cốt thiên nhiên.

+ Xác định thành phần ma sát hông Qf:

) ' 2

(

a A a R p d n R VL

Q =  +

Q u mf si if l f

= 

Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư, Khóa 2006-2011 GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC TÚ

SVTH: LÊ ĐỨC TRUNG MSSV: 506105105

Trang: 111

Trong đó:

+ u: chu vi mặt cắt ngang cọc,(m)

u= 2,4 (m)

mR= 1 (H.số làm việc của đất ở mặt bên cọc có kể đến ảnh hưởng p.pháp hạ cọc,tra bảng A3 )

fsi : ma sát bên cọc, tra bảng A2 phụ thuộc độ sâu trung bình của lớp đất, trạng thái đất.(T/m2) li : chiều dày lớp đất thứ i mà cọc đi qua.(m)

LỚP ĐẤT li (m) Zi (m) B fsi (T/m2) fsi li

1 2,00 1,00 1,02 0,500 1,0

2,00 3,00 1,02 1,100 2,2

2,00 5,00 1,02 1,700 3,4

2,00 7,00 1,02 1,850 3,7

2,05 9,03 1,02 1,900 3,9

2 2,00 11,05 0,61 2,000 4,0

2,00 13,05 0,61 2,000 4,0

2,00 15,05 0,61 2,000 4,0

3 2,00 17,05 7,200 14,4

2,00 19,05 7,900 15,8

1,60 20,85 8,200 13,1

TOÅNG Dử roài 69,5

Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư, Khóa 2006-2011 GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC TÚ

SVTH: LÊ ĐỨC TRUNG MSSV: 506105105

Trang: 112

102506000 Z1 = 1925 Z2 = 3250 Z3 = 5250 Z4 = 7250 Z5 = 9250 Z6 = 11250 Z7 = 13250 Z8 = 15250 Z9 = 17250 Z10 = 18500 Z11 = 18750

100

1500100 65020002000200020002000200020002000500

-1.500

±0.000

Vậy thành phần ma sát hông Qf:

Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư, Khóa 2006-2011 GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC TÚ

SVTH: LÊ ĐỨC TRUNG MSSV: 506105105

Trang: 113

Qf= 166,8 (T)

Do đó:

QTC= 465,9 (T)

Kết luận : sức chịu tải của cọc xác định theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

Qa= 332,8 (T)

5. Tính toán móng cọc M1:

Aùp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra là:

Ptt = 2 332,82

57, 78 (3 ) (3*0.8)

d = = T/m2 Diện tích sơ bộ của đế đài:

Fủ = 0 466, 73 2

* * 57, 78 2*1,5*1,1 8,57

tt tt

N m

P −  h n = − =

Với : tb là trọng lượng thể tích bình quân của đài và đất trên đài n là hệ số vượt tải

h là chiều sâu chôn đài

Trọng lượng của đài và đất trên đài

Nủtt = n*Fủ*hủ* tb = 1,1*8,57*1,5*2 = 28,27 T Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài:

Ntt = Ntt0 + Nủtt = 466,73 + 28,27 = 495 KN Số lượng cọc sơ bộ:

n = 495

1,3 1,93

332,8

k N

Q =  = cọc

Với k = ( 1  1 , 5 ) là hệ số xét đến ảnh hưởng của moment tác động lên móng cọc Ta chọn số lượng cọc để bố trí là n’ = 3 cọc

Bố trí cọc như hình vẽ bên dưới và đảm bảo các yêu cầu:

- Khoảng cách giữa các hàng  3d=3x0,8=2,7 (m)

- Khoảng cách giữa các cọc trong cùng một hàng  3d=3x0,8=2,7 (m) - Khoảng cách từ tim cọc biên đến mép đài 0, 7d=0, 7 0,8 =0, 56m Diện tích đế đài thực tế:

Fủ’ = 1,5x2,5 = 3,75 m2

- Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài thực tế là:

Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư, Khóa 2006-2011 GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC TÚ

SVTH: LÊ ĐỨC TRUNG MSSV: 506105105

Trang: 114 Nủtt = n x Fủ’ x h x tb = 1,1 x 3,75 x 1,5 x 20 = 123,75 KN

- Lực dọc tính toán xác định đến cốt đáy đài:

Ntt = 4667,3 + 123,75 = 4791,5 KN

600 900 900 600

1 2

1500 1500

3000

600600

1200

Kiểm tra tải trọng tác động lên các cọc trong móng:

Ta có tiết diện cột dưới của trục 4–A và 4–E là 50 x 50 ( cm)

Ta có: 1 2 2

tt tt

y i x i

i i

M X

N M Y

p n X Y

 

=  +  + 

 

n: số cọc trong đài

 Ntt là tổng tải đứng tính toán truyền xuống đáy đài.

tt tt

N = Ntai

 + W (W: trọng lượng đài + trọng lượng đất trên đài)

tt tt

Y Y x d

M = M + Q  h



tt 0 Mx =



Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư, Khóa 2006-2011 GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC TÚ

SVTH: LÊ ĐỨC TRUNG MSSV: 506105105

Trang: 115 (Xi, Yi) toạ độ của tim thứ I trên mặt bằng với gốc toạ độ 0 là trọng tâm của tất cả các cọc trên mặt bằng.

Trọng lượng của đài và đất bên trên đài M1:

w1 =  n Fd1  h tb= 1,1 x 1,5x2,5 x 1,5 x 20= 123,75 (kN)  Ntt = Ntaitt + w1 = 4667,3 + 123,75 = 4791,5 KN

Ta có: min 2 1 2

4791,5 24,3 ( 1, 0)

668( ) 6 2 ( 1, 0)

tt tt

My X

P N kN

n X

  −

= + = + =

 −

 



max 2 2 2

791,5 24,3 1, 0

788( ) 6 2 1, 0

tt tt

My X

P N kN

n X

 

= + = + =



 



Vậy tải trọng lớn nhất tác dụng lên đầu cọc móng M1 là Pmax=788 (kN) 7. Kieồm tra luựn:

Tính lún bằng phương pháp tổng các lớp phân tố.

i n

i i

i i n

i h

e e S e

S  

= +

= −

1 1

2 1

1 1

Với e1i và e2i dựa vào p1i và p2i trong bảng thí nghiệm nén cố kết của hồ sơ địa chất (có nội suy)

2 1 1

bt bt

pi  + 

2 1 1

gl gl i

i p

p  + 

Ứng suất do trọng lượng bản thân ở đáy khối quy ước là :

zbt=10.25+6+2.5 =  ihi = 10,25*5,78 + 6*8,67 + 2,5*8,45 = 132,39 KN/m2 Chia H ra làm các lớp phân tố hi = 2,25m

Ứng suất gây lún bản thân tại các điểm tiếp theo dưới mũi cọc là :



= i i

z  h



Ứng suất gây lún do tải trọng ngoài ở đáy khối quy ước

p ko

zi = .



88 , 999 39

, 132 27 , 1132

0 = − * = − = − =

= bt

z tc tb tc

tb gl

z p  h p 

 KN/m2

Với 1132 , 27 / 2

5 , 2 5 , 1

4246 kN m

F P P

mq tt tc

tb =

= 

Ko – hệ số giảm áp lực, phụ thuộc Amq/Bmq; 2z/Bmq (tra bảng)

Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư, Khóa 2006-2011 GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC TÚ

SVTH: LÊ ĐỨC TRUNG MSSV: 506105105

Trang: 116 P – áp lực gây lún

mq tc

F p =  N

Sau khi tính toán ta có được bảng tính lún như ở dưới :

Giới hạn nền lấy đến điểm 8 (khi zbt  5 zgl), kể từ đáy khối quy ước

Độ lún của nền  S = 0 , 0683 m = 6 , 83 cm  8 cm (theo TCXD đối với nhà dân duùng Sgh = 8cm)

Như vậy điều kiện S < Sgh đã thỏa

Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư, Khóa 2006-2011 GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC TÚ

SVTH: LÊ ĐỨC TRUNG MSSV: 506105105

Trang: 117

BẢNG TÍNH LÚN

110007000

±0.000

4800

500

2°86'

132,4 KN/m² 999,9 KN/m²

b c

a d

1 2 3 4 5 6 7 8 9

799,9 449,0 257,0 160,0 108,0 77,0 58,0 45,0 36,0 151,4

170,4 189,4 208,4 227,4 246,4 265,4 284,4 303,4

BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT

Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư, Khóa 2006-2011 GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC TÚ

SVTH: LÊ ĐỨC TRUNG MSSV: 506105105

Trang: 118 8. Tính toán và bố trí cốt thép cho đài:

100 1500 1500 100

3000

523

a) Mômen tương ứng với mặt ngàm I_I MI =  Piri = r.(P1)

Trong đó:

r : Khoảng cách từ mặt ngàm đến tim cọc

1, 525( ) r = m

P : phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy đài Theo tính toán ở trên: P3 = 78,8 (KN)

Thay các giá trị vào công thức:  MI = 120,17 (T.m) Dùng cốt thép nhóm AII  Rs = 280 MPa = 280000 KN/m2 Vậy diện tích cốt thép tại tiết diện ngang mặt ngàm I-I

2 2

1 0

120, 7

0, 005298 53 0, 9. . 0, 9 * 280000 * 0, 9

A M m cm

= R h = = =

Chọn 1422a120 có As = 53,2 (cm2)

Ở đỉnh và thành đài đặt thép theo cấu tạo với 12a200 b) Mômen tương ứng với mặt ngàm II-II

Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư, Khóa 2006-2011 GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC TÚ

SVTH: LÊ ĐỨC TRUNG MSSV: 506105105

Trang: 119 MII =  Piri = r.(P1)

Trong đó:

r : Khoảng cách từ mặt ngàm đến tim cọc 0, 975( )

r = m

P : phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy đài Theo tính toán ở trên: P1= 78,8 (KN)

Thay các giá trị vào công thức:  MII = 76,83 (T.m) Dùng cốt thép nhóm AII  Rs = 280 MPa = 280000 KN/m2 Ta có diện tích cốt thép tại tiết diện ngang mặt ngàm II-II

2 2

2 0

76,83

0, 00338 33,8 0, 9. . 09 * 280000 *9

sII

A M m cm

= R h = = =

Chọn 1320a200 có As = 40,84 (cm2)

Ở đỉnh và thành đài đặt thép theo cấu tạo với 12a200

600 600

450

600

1500100 800

BEÂ TOÂNG MAC 150

500

900

100 1500 1500 100

3000

100 600 900 900 600 100

1 1

600 300

MẶT BẰNG MÓNG M1 (TL 1/20)

550

450

600 100

600 100 12002

Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư, Khóa 2006-2011 GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC TÚ

SVTH: LÊ ĐỨC TRUNG MSSV: 506105105